ESTEQUIOMETRÍA
1.-
ECUACIONES. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS QUÍMICAS.
2.-
LEYES PONDERALES DE LAS COMBINACIONES QUÍMICAS: 2.1.
Ley de la conservación de la masa o de Lavoisier.
2.2.
Ley de las proporciones constantes o de Proust.
2.3.
Ley de las proporciones múltiples o de Dalton.
2.4.
Ley de los equivalentes o de Richter-Wenzel.
3.- LEYES VOLUMÉTRICAS: 3.1.
Ley de los volúmenes de combinación de gases o de Gay- Lussac.
3.2.
Ley de Avogadro.
4.- MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES.
5.- GASES. SUS LEYES: 5.1.
Ley de Boyle-Mariotte.
5.2.
Ley de Charles-Gay-Lussac.
5.3.
Ecuación general y ecuación de estado de los gases ideales.
6.- DISOLUCIONES: 6.1.
Concentración centesimal.
6.2.
Molaridad.
6.3.
Molalidad.
6.4.
Fracción molar
Estequiometría
Jesús Costas
La Química es la ciencia que trata fundamentalmente de los fenómenos químicos y de las leyes básicas por las que éstos se rigen.
Estequiometría Es la parte de la Química que estudia las relaciones ponderales y volumétricas de las reacciones químicas, así como las relaciones entre los átomos de un compuesto.
1.
ECUACIONES. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS QUÍMICAS.
Fórmula Es un conjunto de símbolos y números en forma de subíndices que representan una molécula. La fórmula indica: * Los elementos que constituyen la molécula * La proporción en que participan.
Símbolo Representa una cantidad determinada y concreta del elemento, representa a un átomo.
Reacción química Es el proceso por el que se combinan varias sustancias para producir otras nuevas.
Ecuación química Es la expresión simplificada mediante fórmulas químicas de un proceso o reacción química. 2. LEYES PONDERALES DE LAS COMBINACIONES QUÍMICAS.
2.1. Ley de la conservación de la masa o de LAVOISIER. La suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de las sustancias resultantes de la reacción.
2.2. Ley de las proporciones constantes o de PROUST. Cuando dos o más elementos ( o compuestos ) se unen para formar un mismo compuesto lo hacen siempre en una proporción en peso fija.
2.3. Ley de las proporciones múltiples o de DALTON. Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos están en la relación de números enteros sencillos. Página 2
Estequiometría
Jesús Costas
2.4. Ley de los equivalentes o de RICHTER-WENZEL. Cuando se combinan dos elementos, lo hacen siempre según sus equivalentes o múltiplos enteros de estos.
3.
LEYES VOLUMÉTRICAS. 3.1. Ley de los volúmenes de combinación de gases o de GAY-LUSSAC. a.
Los volúmenes de dos gases que reaccionan entre sí guardan una relación constante, que se puede expresar mediante números enteros sencillos.
b.
El volumen del gas resultante en una reacción, guarda una relación constante según números enteros sencillos, con el volumen de los gases que han reaccionado.
3.2. Ley de AVOGADRO. Volúmenes iguales de gases distintos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. Número o constante de Avogadro ( NA ): Es el número de moléculas de cualquier gas contenidas en 22,4 L a 0o C y a 1 atmósfera de presión. NA = 6,02 · 1023 4.
MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES.
u.m.a. Es la masa de la doceava parte del átomo de carbono. 1 u.m.a. = 1,66 10-24 g
1 g = 6,02 1023 u.m.a.
Masa atómica. Es la masa de un átomo, medido en u.m.a. Masa molecular. Es la masa de una molécula, medida en u.m.a. Átomo-gramo. Es la cantidad de masa de un elemento que contiene el NA de átomos. Es la masa atómica expresada en gramos. Mol o molécula-gramo. Es la cantidad de sustancia que contiene el NA de moléculas. Es la masa molecular expresada en gramos. El mol no es una medida de la masa, sino del número de partículas.
5.
GASES. SUS LEYES.
Gases No tienen ni forma ni volumen propio, tienden a expansionarse al máximo ocupando todo el recipiente que los contiene y ejerciendo presión sobre las paredes. 5.1. Ley de BOYLE - MARIOTTE. Relación entre P y V. A temperatura constante, el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a la presión a que es sometido. Página 3
Estequiometría
Jesús Costas
Esta ley se puede expresar como: P · V = cte
o también como: P1 · V1 = P2 · V2 = cte
Esto ocurre siempre que la temperatura y el número de moles sean constantes, siendo P1 y V1 la presión y el volumen en las condiciones 1, mientras que P2 y V2 son la presión y el volumen en las condiciones 2.
5.2. Leyes de CHARLES - GAY - LUSSAC. Relación entre P y T. Relación entre T y V. A presión constante, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta a la que se encuentra. O sea:
V = cte · T
O también:
V1 =V 2 T1 T2
A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta a la cual se encuentra. O sea:
P = cte · T
O también:
P1 = P 2 T1 T2
5.3. Ecuación general y ecuación de estado de los gases ideales. Si en un proceso varían la P y el V, manteniendo la T constante, y seguidamente varían la T y el V, quedando la P constante, la aplicación sucesiva de las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles-Gay-Lussac proporciona la expresión:
P1 V 1 = P2 V 2 T1 T2 denominada ecuación general de los gases ideales y aplicable a procesos en los que varían simultáneamente la presión, el volumen y la temperatura. En condiciones normales ( 1 atm y 273 K ) , un mol de un gas ideal ocupa un volumen de 22,4 L. Así resulta que:
P 0 V 0 = 1 atm 22,4 l/mol = 0,082 atm L = R 273,16 K K mol T0 Este valor es válido en cualesquiera condiciones, aunque se haya deducido en el caso de condiciones normales. Se acostumbra representar por R y se conoce como constante de los gases ideales. Por tanto, para 1 mol de gas, se puede escribir: P·V=R·T Y, en general, para un número n de moles: Página 4
P V = n R T
Estequiometría
Jesús Costas
Que se conoce como ecuación de estado de los gases ideales.
P = atm = mm Hg / 760
1 atm = 760 mm de Hg
V = litros T = K = oC + 273
n = moles de gas = gramos/ Masa molecular
6. DISOLUCIONES.
Disoluciones. Son mezclas homogéneas de dos o más componentes. Disolvente: Es la sustancia que está en mayor proporción. Soluto: Es la sustancia que está en menor proporción. Concentración de una disolución. Es la relación que existe entre la cantidad de sustancia disuelta y la cantidad de disolvente.
6.1. Concentración centesimal o % en peso. Indica la cantidad de soluto en gramos contenidos en 100 g de disolución. % A=
gr A 100 gr totales
6.2. Molaridad. Es el número de moles de soluto contenidos en 1 L de disolución. moles soluto =
gr soluto Masa molecular soluto
M=
moles soluto V DISOLUCIÓN (L)
6.3. Molalidad. Expresa el número de moles de soluto por cada kilogramo de disolvente. m=
moles soluto kg disolvente
6.4. Fracción molar. Es el número de sustancia disuelta con relación al número total de moles. X A=
moles A moles totales
Página 5
Estequiometría
Jesús Costas
MOLES, MOLÉCULAS Y ÁTOMOS : 1.-
Calcular la masa de agua que contienen 0,23 moles de agua. Sol:
2.-
Calcular la masa de una molécula de agua. Sol:
3.-
4,14 g
2,99 · 10-23 g
Ordena de mayor a menor el número de moléculas que contienen: a. 20 g de agua b. 1025 moléculas de O2 c. 1,3 moles de Al2 O3 Sol:
4.-
Calcula el número de átomos de azufre y de hidrógeno contenidos en 25 g de H2 S Sol:
5.-
1,993 moles
Calcula el número de átomos contenidos en 12,23 mg de cobre Sol:
7.-
4,428 · 1023 átomos de S ; 8,856 · 1023 átomos de H
¿Cuántos moles de nitrógeno hay en 1,2 · 1024 moléculas Sol:
6.-
b>c>a
1,16 · 1020 átomos
Determinar cuál es el peso de las siguientes mezclas: a. 0,15 moles de Hg más 0,15 g de Hg más 4,53 · 1022 átomos de Hg. b. 0,25 moles de O2 más 4,5 · 1022 átomos de oxígeno. Sol:
8.-
a) 45,33 g
b) 9,196 g
¿Cuántos moles de nitrógeno están contenidos en 42 g de este gas?. ¿Qué volumen ocuparían en condiciones normales?. ¿Cuántos átomos de nitrógeno contienen?. Sol:
9.-
1,5 moles ; 33,6 L ; 1,81 · 1024 átomos
Una muestra de 1 gramo de un elemento contiene 1,5 · 1022 átomos, ¿cuál es la masa atómica del elemento?. Sol:
40,13 g/mol
Página 6
Estequiometría 10.-
Jesús Costas
¿Cuál de las siguientes cantidades contiene el mayor número de átomos?: a. 8,32 g de Zn Sol:
11.-
b. 0,16 at-gr de Zn
c. 9,07·1022 átomos de Zn.
La b
¿Cuál es el peso de la siguiente mezcla: 0,728 moles de átomos de Ag, 11,105 g de Ag y 8,92 · 1022 átomos de Ag?. Sol:
12.-
105,73 g
De las cantidades siguientes: 6 g de AgCl, 3 · 1020 moléculas de H2 SO4 y 4 L de H2 en C.N., determina en cuál de ellas hay mayor número de átomos. Sol:
13.-
En el hidrógeno
Un recipiente de 20 mL contiene nitrógeno a 25o C y 0,8 atm y otro de 50 mL contiene helio a 25o C y 0,4 atm. Determinar el número de moles, de moléculas y de átomos de cada recipiente. Sol:
6,5 10-4 moles N2 = 3,9 1020 moléculas N2 , 7,8 1020 átomos de N 8,2 10-4 moles de He = 4,9 1020 átomos de He
14.-
Considerando que el trióxido de azufre es gas en condiciones normales de presión y temperatura. a. ¿Qué volumen, en C.N., ocuparán 160 g de trióxido de azufre?. b. ¿Cuántas moléculas contienen? c. ¿Cuántos átomos de oxígeno?. Sol:
15.-
b) 1,2 1024 moléculas c) 3,6 1024 átomos de O
Calcular el número de moléculas contenidos en 10 mL de agua. (d=1 g/mL) Sol:
16.-
a) 44,8 L
3,34 1023 moléculas
Calcula el número de moles que hay en: a. 49 g de ácido sulfúrico b. 20 · 1020 moléculas de sulfúrico Sol:
17.-
a) 0,5 moles b) 0,0033 moles
Cuál de las siguientes cantidades tienen mayor número de átomos de calcio: 56 g de Ca ; 0,2 moles de Ca y 5 · 1023 átomos de Ca Página 7
Estequiometría Sol:
18.-
Jesús Costas
56 g
Razona cuál de las siguientes cantidades tendrá un mayor número de átomos: a. 20 g de Fe b. 20 g de S c. 20 g de oxígeno molecular d. 20 g de Ca e. 20 g de CaCO3 Sol:
19.-
en la c
De una sustancia pura sabemos que la masa de 2 · 1019 moléculas corresponde a una masa de 1,06 mg, ¿cuál será la masa de 1 mol de esa sustanc ia? Sol:
31,9 g
GASES : 20.-
Calcula el número de moles que contiene un gas que ocupa un volumen de 3 L a 25o C y 740 mm de Hg de presión. Sol:
21.-
0,12 moles
Una cantidad de gas ocupa un volumen de 3 L a 25o C y 740 mm de Hg de presión, ¿qué volumen ocupará en condiciones normales? Sol:
22.-
2,7 L
Determina el número de moles de dióxido de carbono, que contiene 100 g de este gas y su volumen en condiciones normales. Sol:
23.-
2,27 moles ; 50,9 L
Determina a qué presión debe someterse un gas que ocupa 80 L a 2 atm si queremos que tenga un volumen de 10 L sin variar la temperatura. Sol:
24.-
16 atm
Queremos llenar un recipiente de 10 L con gas a 0o C. Calcula qué volumen de gas a 30o C necesitamos si mantenemos constante la presión. Sol:
25.-
11,1 L
Determina el volumen que ocuparán 100 g de butano (C 4 H10 ) en C.N. Página 8
Estequiometría Sol:
26.-
Jesús Costas
38,62 L
Un recipiente de 10 L contiene gas hidrógeno, H2 , a la presión de 2 atm y a 50o C. Calcula los moles de dióxido de carbono, CO2 , que debemos introducir en el recipiente, a la misma temperatura, para que la presión total sea de 3 atm. Sol:
0,38 moles
FÓRMULAS EMPÍRICAS Y MOLECULARES : 27.-
Disponemos de una muestra de 10 g de un compuesto orgánico cuya masa molecular es 60. Cuando analizamos su contenido obtenemos: 4 g de C; 0,67 g de H y 5,33 g de O. Calcula con estos datos la fórmula empírica y molecular. Sol:
28.-
CH2 O ; C2 H4 O2
Un compuesto orgánico tiene la siguiente composición centesimal: 12,78 % de C ; 2,13 % de H y 85,09 % de Br. a. Calcula la fórmula empírica b. Sabiendo que 3,29 g de dicho compuesto gaseoso ocupan 392 mL medidos en condiciones normales, calcula su fórmula molecular. Sol:
29.-
CH2 Br ; C2 H4 Br2
Halla la fórmula de un oxisulfuro de carbono que contiene 53,3 % de S ; 20 % de C y 26,7 % de O, si 50 mL de vapor medido en C.N. pesan 0,1343 g. Sol:
30.-
SCO
Deduce la fórmula de un compuesto si una muestra formada por 0,18 moles del mismo, contienen 1,08 at-gr de O, 2,18 g de H y 6,5 1023 átomos de C. Sol:
31.-
C6 H12 O6
Un determinado compuesto está constituido por C, O, e H. Cuando se queman 2,81 g del mismo, en presencia de exceso de oxígeno, se producen 5,75 g de dioxido de carbono y 1,76 g de agua. a. Determina la fórmula más sencilla para este compuesto. b. Si la masa molecular del mencionado compuesto es 43, determine la fórmula molecular del mismo. Sol: C2 H3 O Página 9
Estequiometría 32.-
Jesús Costas
Cierto hidrocarburo contiene 85,5% de C. Sabiendo que 8,8 g del mismo, en estado gaseoso, ocupan un volumen de 3,3 L medidos a 50o C y 1 atm, calcula: a. Su fórmula mas sencilla b. Su formula molecular. Sol:
33.-
a) CH2
b) C5 H10
Una sustancia orgánica contiene C, H y O. A 250o C y 750 mm Hg, 1,65 g de dicha sustancia en forma de vapor ocupan 629 mL. Su análisis químico elemental es el siguiente: 63,1 % de C y 8,7 % de H. Calcula su fórmula molecular. Sol:
34.-
C6 H10 O2
Un compuesto orgánico gaseoso contiene: 24,25 % de C; 4,05 % de H y 71,7 % de Cl. Además 1 L de dicho gas, medido a 743 mmHg y a 110o C, tiene una masa de 3,068 g. Calcular la fórmula molecular. Sol:
35.-
C2 H4 Cl2
Un hidrocarburo gaseoso tiene un 82,7 % de C. Si la densidad de dicho hidrocarburo a 298 K y 755 mmHg es de 2,36 g/L. ¿Cuál es su fórmula molecular? Sol:
36.-
C4 H10
La composición centesimal de un compuesto es: 4,8 % de H ; 57,1 % de C y 38,1 % de S. Si en 5 g del compuesto hay 1,8 · 1022 moléculas, calcula su fórmula molecular. Sol:
37.-
C8 H8 S2
Determina la fórmula molecular de un compuesto que está formado por: 85 % de Hg ; 15 % Cl y su masa molecular es de 472 . Sol:
Hg2 Cl2
DISOLUCIONES : 38.-
Calcula la molaridad de 300 mL de una disolución acuosa que contiene 12 g de ácido sulfúrico. Sol:
39.-
0,41 M
Calcula la molaridad y la fracción molar de etanol en una disolución de 20 g de etanol, C2 H6O, en 100 g de agua. Página 10
Estequiometría Sol:
40.-
Jesús Costas
4,3 m ; X = 0,07
Determina la molaridad, molalidad y la fracción molar de soluto de una disolución formada al disolver 12 g de hidróxido de calcio, en 200 g de agua, si la densidad de esta disolución es de 1,05 g/mL. Sol:
41.-
0,8 M ; 0,81 m ; x = 0,014
Al disolver 100 g de ácido sulfúrico en 400 g de agua, obtenemos una disolución de densidad 1,12 g/mL. Calcula la molaridad, la molalidad y la fracción molar. Sol:
42.-
2,29 M ; 2,55 m ; x = 0,956
Calcula la molaridad, la molalidad y la fracción molar de soluto de una disolución acuosa de cloruro de sodio, al 15% y densidad 1,02 g/mL. Sol:
43.-
2,6 M ; 3 m ; x = 0,05
Indicar cómo se prepararía 250 mL de una disolución 1 M de ácido nítrico, si se dispone de un ácido nítrico comercial de densidad 1,15 g/mL y 25,48 % de riqueza en peso. Sol:
44.-
53,75 mL
Calcular el volumen que se debe tomar de una disolución de H2 SO4 del 75 % de riqueza y densidad 1,4 g/mL, para preparar 2 L de una disolución 3 M. Sol:
45.-
560 mL
¿Cómo se preparan 500 mL de una disolución de ácido sulfúrico 0,4 M a partir de una disolución del mismo ácido de densidad 1,19 g/mL, cuya riqueza es del 30%. ¿Cuál sería la fracción molar y la molalidad de una disolución concentrada de sulfúrico?. Sol:
46.-
55mL,
X = 0,073 m = 4,37 m
Disponemos de 100 mL de una disolución de HCl 0,5 M y deseamos preparar 100 mL de otra disolución de HCl exactamente 0,05 M. ¿Cómo procedería?. Sol:
47.-
0,01 L
Se disuelven 294 g de ácido fosfórico (H3 PO4 ) hasta lograr 1 L de disolución. La densidad es 1,15 g/mL. Calcular la molaridad, molalidad, % en peso y fracción molar. Página 11
Estequiometría Sol:
48.-
Jesús Costas
M = 3, m = 3,5,
% = 25,56,
X = 0,059
Se prepara una disolución disolviendo 180 g de hidróxido de sodio en 400 g de agua. La densidad de la disolución resultante es de 1,34 g/mL. Calcular: a. La molaridad de la disolución. b. Los g de NaOH necesario para preparar 1 L de una disolución 0,1 M. Sol:
49.-
a) M = 10,4 b) 4 g
Se dispone de una disolución de ácido nítrico cuya riqueza es del 70 % y su densidad es 1,42 g/mL. a. ¿Cuál es la molaridad de dicha disolución y la fracción molar?. b. ¿Cuántos g de esta disolución serán necesarios para preparar 300 mL de ácido nítrico 2,5 M?. Sol:
50.-
a) 15,7 M, X = 0,4
b) 67,8 g
En la etiqueta de un frasco de ácido sulfúrico figuran los siguientes datos: densidad 1,84 g/mL ; riqueza 96% (en peso). a. Averiguar la concentración molar del ácido. b. ¿Cuántos mL de hidróxido sódico 2 M se requieren para que reaccionen completamente con 10 mL de ácido sulfúrico del frasco?. Sol:
51.-
a) 18,02 M
b) 180 mL
Si a 52 g de sacarosa (C 12 H22 O11 ) se añaden 48 g de agua para formar una disolución que tiene una densidad de 1,24 g/mL. Calcular: a. El porcentaje en peso de sacarosa. b. Las fracciones molares. c. La molaridad de la disolución de sacarosa. d. La molalidad de la sacarosa. Sol:
52.-
a) 52%
b) X(sacarosa) = 0,054
c) 1,88 M d) 3,16 m
Una disolución de ácido clorhídrico, al 37,2 % en peso, tiene una densidad de 1,19 g/mL. a. ¿Cuál es la molaridad? b. ¿Qué peso de ácido clorhídrico hay en 50 mL de la misma?
Página 12
Estequiometría 53.-
Jesús Costas
En la etiqueta de un frasco de ácido clorhídrico dice: densidad 1,19 g/mL; riqueza 37,1 % en peso. Calcula la molaridad de ese ácido Sol:
54.-
12,09 M
¿Cómo prepararías 100 mL de una disolución 1 M de ácido clorhídrico a partir de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,18 g/mL y 36 % de riqueza?. Sol:
8,59 mL
REACCIONES QUÍMICAS : 55.-
Al hacer reaccionar aluminio con yodo se obtiene triyoduro de aluminio. Calcula la masa de este producto que se obtendrá a partir de 25 g de yodo. Sol:
56.-
26,8 g
Calcula el volumen de O2 , en C.N. , que se necesita para quemar completamente 56 L de metano (CH4 ), en las mismas condiciones. Sol:
57.-
112 L
La combustión de butano (C 4 H10 ), en presencia de oxígeno produce CO2 y agua. Calcula la masa de butano que debe quemarse para producir 145 L de CO2 , medidos a 75o C y 750 mm de Hg de presión. Sol:
58.-
72,7 g
Calcula cuántos litros de hidrógeno gas, medidos a 298 K y 725 mm de Hg de presión, habrá que combinar con nitrógeno para obtener 30 g de amoníaco. Sol:
59.-
67,8 L
Calcula la masa de ácido clorhídrico necesaria para reaccionar totalmente con 40 g de cinc. Determina el volumen de hidrógeno, medido a 20o C y 825 mm de Hg de presión, que se desprenderá. Sol:
60.-
44,6 g ; 13,5 l
Una muestra de 4 g de Zn del 80 % de riqueza se trata con 100 mL de una disolución 0,5 M de HCl. ¿Cuál es el reactivo limitante? Sol:
HCl
Página 13
Estequiometría 61.-
Jesús Costas
Determina cuál es el reactivo limitante si hacemos reaccionar 25 mL de disolución 0,4 M de NaOH, con 40 mL de disolución 0,3 M de HCl. Sol:
62.-
NaOH
Averigua el volumen de NH3 , medido en C.N., que podemos obtener a partir de 100 L de H2 , medido en condiciones industriales de producción de amoníaco (400o C y 900 atm), sabiendo que, el rendimiento de la reacción es del 70 %. Sol:
63.-
17048 L
La tostación del sulfuro de plomo(II) con oxígeno produce óxido de plomo(II) y dióxido de azufre gaseoso. Calcula la cantidad de PbO que podemos obtener a partir de 500 g de PbS si la reacción tiene un rendimiento del 65 %. Sol:
64.-
303 g
Una mezcla de 100 kg de CS2 y 200 kg de Cl 2 se pasa a través de un tubo de reacción y calentando se produce la reacción: CS2 + 3 Cl2
CCl4 + S2 Cl2
a. El reactivo que no reaccionará completamente. b. La cantidad de este reactivo que no reacciona. c. El peso de S2 Cl2 que se obtendrá. Sol:
65.-
a) CS2 b) 28,638 kg c) 126,761 kg
¿Cuántos litros de hidrógeno, medidos a 750 mmHg de presión y 30o C, se pueden obtener atacando 75 g de Zn del 90% de riqueza con ácido sulfúrico?. Sol:
66.-
26 L
En la reacción del carbonato de calcio con ácido clorhídrico se utiliza caliza (carbonato cálcico impuro) del 92 % de riqueza. a. ¿Qué cantidad de caliza se necesitará para obtener 250 kg de cloruro de calcio?. b. Si el ácido utilizado es del 70 % de riqueza y densidad 1,42 g/mL. ¿Cuántos mL de este ácido serán necesarios?. Sol:
67.-
a) 244,8 kg b) 165,3 L
El aluminio reacciona con el ácido clorhídrico, dando cloruro de aluminio e hidrogeno. Se hacen reaccionar 90 g de una muestra de aluminio de 80 % de pureza con ácido clorhídrico. Calcular: Página 14
Estequiometría
Jesús Costas
a. El volumen de disolución de ácido 5 M necesario para la reacción. b. El volumen de H2 obtenido a 20o C y 700 mmHg. Sol:
68.-
a) 1,6 L b) 104,3 L de H2
La calcinación del carbonato de bario produce óxido de bario y dióxido de carbono. Calcular el volumen de dióxido de carbono a 10 atm y 270o C obtenidos por la descomposición térmica de 10 kg de carbonato de bario del 70 % de riqueza. Sol:
69.-
158,1 L
Cincuenta gramos de cinc impuro se disuelven en 129 mL. de disolución acuosa de ácido clorhídrico de densidad 1,18 g/mL y concentración del 35% en peso. Calcular: a. La molaridad de la disolución usada de ácido clorhídrico b. El tanto por ciento de pureza Sol:
70.-
a) 11,3 M
b) 95,3 %
Se hace reaccionar carbonato cálcico con una disolución de ácido nítrico, obteniéndose como productos de reacción dióxido de carbono y agua. a. ¿Qué volumen de dióxido de carbono, medido en C.N., se formará cuando se hace reaccionar 60 mL de ácido nítrico 2,5 M , con exceso de carbonato cálcico ? b. ¿Qué volumen de ácido nítrico comercial, del 64% en peso y 1,4 g/mL de densidad, se necesita? Sol:
71.-
a) 1,68 L
b) 10,5 mL
Se disuelven 2,14 g de hidróxido bárico en agua de forma que se obtienen 250 mL. de disolución. a. ¿Cuál es la concentración molar de esta disolución ? b. ¿Cuántos moles de ácido clorhídrico se necesitan para neutralizar esta disolución ?. c. Si la disolución de este ácido es de concentración 0,1 M, ¿ cuántos mL de dicha disolución son necesarios para dicha neutralización ?. Sol:
72.-
a) 0,05 M,
b) 0,025 moles,
c) 0,25 L
Una muestra comercial de 0,712 g de carburo cálcico (CaC2 ), ha sido utilizada en la producción de acetileno, mediante su reacción con exceso de agua, según : Página 15
Estequiometría
Jesús Costas
CaC2 + 2 H2O
Ca(OH)2 + C2 H2
Si el volumen de acetileno recogido, medido a 25o C y 745 mm de Hg de presión ha sido de 0,25 L, determine : a. Gramos de acetileno producidos. b. Gramos de carburo cálc ico que han reaccionado. c. % de carburo cálcico puro en la muestra original. Sol:
73.-
a) 0,26 g
b) 0,64 g
c) 89,89 %
Dispone de una muestra de 12 g de cinc comercial e impuro que se hace reaccionar con una disolución de ácido clorhídrico del 35% en peso y 1,18 g/mL. de densidad. Como productos de la reacción se originan cloruro de cinc e hidrógeno a. Escribe el proceso que tiene lugar. b. Determina la concentración molar del ácido. c. Si para la reacción del cinc contenido en la muestra se ha n necesitado 30 mL del ácido, calcula el porcentaje de pureza, de cinc en la muestra original. Sol:
74.-
b) 11,3 M
c) 92,35 %
Calcular los gramos de dióxido de carbono que se producen al quemar 640 g de metano. ¿ Cuántos gramos de oxígeno se consumirán?. ¿ Cuántos gramos de agua se formarán ?. Sol:
75.-
1760 g CO2 ,
2560 g O2 ,
1440 g de H2 O
El cinc reacciona con el ácido clorhídrico para dar cloruro de cinc e hidrógeno. a. ¿Qué volumen, medido en C.N., de gas se obtendrá al reaccionar 2,23 g de cinc con 100 mL de una disolución de ácido 0,5 M ?. b. Si se obtienen 0,25 L de hidrógeno, medido en C.N. ¿ cuál será el rendimiento de la reacción ?. Sol:
76.-
a) 0,56 L
b) 44,64 %
Se disuelven en agua 11,2 L de amoníaco gas, medidos a 1 atm. de presión y 25o C, obteniendose 1 L de disolución. a. Determina la concentración de amoníaco en agua b. Calcular los moles de hidrógeno y de nitrógeno necesarios para obtener los 11,2 L de amoníaco del apartado anterior. Sol:
a) 0,458 M
b) 0,229 moles N2 Página 16
0,687 moles H2
Estequiometría
77.-
Jesús Costas
La reacción entre una disolución acuosa de ácido bromhídrico con cinc metal conduce a la formación de bromuro de cinc e hidrógeno gas. a. Escribe el proceso que tiene lugar. b. ¿Qué volumen de ácido de concentración 0,2 M se requiere para reaccionar con 1,8 g de cinc. c. ¿Qué volumen del ácido comercial del 45% en peso y 1,45 g/mL debe tomarse para preparar el volumen necesario de la disolución 0,2 M del apartado anterior?. d. ¿Qué volumen de hidrógeno, medido a 30ºC y 800 mmHg de presión, se obtiene a partir de los gramos de cinc iniciales?. Sol:
78.-
b) 0,275 L
c) 6,8 mL
d) 0,65 L
En un generador portátil de hidrógeno se hacen reaccionar 30 g de hidruro de calcio con 30 g de agua, según la reacción: CaH2 + H2 O
Ca(OH)2 + H2
Después de ajustar la reacción, calcula: a. ¿Qué reactivo sobra y en qué cantidad?. b. El volumen de hidrógeno que se produce a 20o C y 745 mm de Hg c. El rendimiento de la reacción si el volumen real producido fue 34 L. Sol:
79.-
a) sobran 4,29 g de agua b) 35,01 L c) 97,1%
Se desean obtener 12 L de oxígeno en condiciones normales por descomposición térmica del clorato potásico del 98,5 % de riqueza. a. Escribir la reacción que tiene lugar b. Calcular la cantidad de clorato potásico necesario c. Calcular la cantidad de cloruro potásico que se formará. Sol:
80.-
b) 44,41 g
c) 26,6 g
Se hacen reaccionar 6 g de aluminio en polvo con 50 mL de una disolución acuosa de tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno (ácido sulfúrico) 0,15 M. Determinar: a. El volumen de hidrógeno que se recoge medido a 20o C y 760 mmHg. b. Gramos de tristetraoxosulfato (VI) de aluminio (sulfato de aluminio) que se formará c. ¿Cuál de los dos reaccionantes quedará en exceso y en qué cantidad?. Sol:
a) 0,18 L
b) 0,855 g c) Sobran 5,865 g de Al Página 17
Estequiometría
81.-
Jesús Costas
Calcula la cantidad de caliza (carbonato cálcico impuro) del 85 % de riqueza que podrá reaccionar con 200 mL de ácido clorhídrico 1 M. Sol:
82.-
11,76 g
El cloruro de titanio (IV) reacciona con el magnesio para dar cloruro de magnesio y titanio. Si se ponen a reaccionar 15 g de cloruro de titanio y 7 g de magnesio, calcula: a. ¿Cuál es el reactivo limitante? b. ¿Cuántos gramos de titanio se obtienen? Sol:
83.-
a) Cloruro de titanio(IV) b) 3,78 g
El amoníaco se puede obtener calentando cloruro amónico con hidróxido sódico según la ecuación:
NH4 Cl + NaOH
→
NH3 + NaCl + H2 O
¿Cuántos gramos de una muestra de cloruro amónico que tiene el 12 % de impurezas se necesita para obtener 3 L de NH3 gas medidos a 25o C y 1 atm? Sol: 84.-
7,46 g
Por tostación del sulfuro de cinc se obtiene el óxido del metal y se desprende dióxido de azufre. a. Escribe la reacción ajustada b. ¿Qué cantidad de óxido de azufre se producirá al reaccionar 50 g de sulfuro de cinc? c. ¿Qué masa de oxígeno se consumirá en la reacción? Sol:
85.-
b) 32,8 g
c) 24,6 g
Se hacen reaccionar 100 g de Zn con ácido clorhídrico en exceso para obtener hidrógeno y cloruro de cinc. a. Escribe la reacción ajustada b. ¿Qué masa de HCl reaccionará? c. ¿Qué volumen de hidrógeno medido en condiciones normales se obtiene? Sol:
86.-
b) 111,6 g
c) 34,25 L
Si se ponen a reaccionar 100 g de BaCl2 con 115 g de Na 2 SO sódico y sulfato de bario. a. ¿Qué sustancia es el reactivo limitante? b. ¿Cuántos g de NaCl se pueden preparar? Página 18
4
para obtener cloruro
Estequiometría Sol:
87.-
Jesús Costas
a) Cloruro de bario b) 56,15 g
Al quemar 3 g de antracita (C impuro) se obtienen 5,3 L de dióxido de carbono medidos en condiciones normales. Calcula: a. La cantidad de carbono que contiene la antracita b. La riqueza en carbono de la antracita expresada en %. Sol:
88.-
a) 2,83 g
b) 94,6 %
El clorato potásico se descompone al calentarlo para dar cloruro potásico y oxígeno. a. Escribe la reacción ajustada b. Calcula cuántos gramos de clorato potásico hacen falta para obtener 1,92 g de oxígeno. Sol:
89.-
b) 4,9 g
El cinc reacciona con el ácido sulfúrico para obtener sulfato de cinc e hidrógeno. a. Escribe la reacción ajustada b. ¿Qué volumen de hidrógeno medido a 700 mmHg de presión y 298 K, se obtiene cuando hacemos reaccionar 10 g de cinc con ácido sulfúrico? Sol:
90.-
b) 4,06 L
Un compuesto orgánico tiene la siguiente composición centesimal: 12,78% de C, 2,13% de H y 85,09% de Br. a.
Calcula la fórmula empírica
b.
Sabiendo que 3,29 g de dicho compuesto gaseoso ocupan 392 mL en C.N., calcula su fórmula molécular.
91.-
El ácido nítrico concentrado reacciona con el cobre para formar nitrato de cobre (II), dóxido de nitrógeno y agua según la reacción: 4 HNO3 + Cu
Cu(NO3 )2 + 2 NO 2 + 2 H2O
Calcula: a.
¿Cuántos mL de una disolución de ácido nítrico del 90% en peso y densidad 1,4 g/mL se necesitan para que reaccionen 5 g de cobre?
b.
¿Qué volumen de dióxido de nitrógeno medido a 20 °C y 670 mmHg de presión se formará?
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Estequiometría
Jesús Costas
92.- Calcular la molaridad de un ácido clorhídrico del 37,1% de riqueza y densidad 1,19 g/mL. ¿Qué volumen de este ácido necesitamos para preparar 0,5 L de una disolución 0,5 M?
93.-
Se hacen reaccionar 100 g de Zn con ácido clorhídrico en exceso para obtener hidrógeno y cloruro de Zn. a.
Escribe la reacción química ajustada
b.
¿Qué masa de HCl reaccionará?
c.
¿Qué masa de cloruro de cinc se obtiene?
d.
¿Qué volumen de hidrógeno medido en condiciones normales se obtiene?
94.- Se hacen reaccionar 100 g de cloruro de bario con 115 g de sulfato de sodio para dar cloruro de sodio y sulfato de bario. a.
¿Cuál es el reactivo limitante?
b.
¿Cuántos gramos de cloruro sódico se obtienen si el rendimiento es del 75% ?
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